專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電池注液和化成控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電池設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種電池注液和化成控制裝置。
背景技術(shù)：
電池作為一種存儲(chǔ)電能的裝置，一直被廣泛應(yīng)用于各種各樣的場(chǎng)合中，從手機(jī)，筆記本電腦，電動(dòng)工具到電動(dòng)汽車(chē)，潛艇，發(fā)電站，都離不開(kāi)電池，尤其是可多次充電的二次電池。近年來(lái)，為了減少空氣污染和對(duì)石油的依賴(lài)，世界各國(guó)都大力投入電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)，其中一個(gè)主要方向就是研制大容量的動(dòng)力電池。而對(duì)大容量電池也提出了更高的要求，其中包括更高的比能量和比功率，更高的能量密度和功率密度，更高的安全性和可靠性，更低的內(nèi)部電阻，更好的散熱特性等。其中，鋰離子二次電池是目前電池中比較能符合上述要求的一種，而且至今其改進(jìn)工作仍在積極進(jìn)行中。在電池生產(chǎn)流程中，電芯被裝入電池殼體后，在相對(duì)濕度非常低的手套箱內(nèi)，電解液通過(guò)自動(dòng)注液機(jī)，由電池殼體上的注液孔注入電池殼內(nèi)。注液工序完成后，電池進(jìn)行化成工序。化成工序通常分閉口化成和開(kāi)口化成。如果是閉口化成，電池注液后，注液孔會(huì)在手套箱內(nèi)被永久封閉，然后轉(zhuǎn)移到化成系統(tǒng)進(jìn)行充放電操作，化成時(shí)產(chǎn)生的氣體在電池內(nèi)不能被排放，因此會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)壓力。 為了防止電池殼體的鼓脹，通常會(huì)在電池化成期間用適當(dāng)?shù)膴A具夾緊電池，而產(chǎn)生的氣體留在電池內(nèi)，影響電池的活性物質(zhì)和電解液，從而改變電池的循環(huán)性能和使用壽命，而且還存在一定的安全隱患。但是閉口化成工藝比較簡(jiǎn)單，電池注液后馬上密封，電池內(nèi)部不會(huì)在化成過(guò)程中被污染。如果是開(kāi)口化成，電池注液后，注液孔不封閉。電池應(yīng)在密封干燥環(huán)境下進(jìn)行充放電操作，電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體可以通過(guò)注液孔自由排出，電池殼體不會(huì)變形?；赏瓿珊?，注液孔將會(huì)被封閉，保證電池不會(huì)漏氣。但是開(kāi)口化成工藝比較復(fù)雜，電池注液后沒(méi)有被密封，電池內(nèi)部在化成過(guò)程中可能被污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中注液時(shí)電池內(nèi)部壓力不易控制及難以密封的缺點(diǎn)與不足，提供一種新式的電池注液和化成控制裝置。本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種電池注液和化成控制裝置，包括一個(gè)內(nèi)活塞，一個(gè)外活塞，一個(gè)電池殼蓋板上的注液孔，電池殼內(nèi)的塑料托架，一個(gè)能夠控制氣體排放壓力的活塞封裝裝置，所述內(nèi)活塞為可拆裝式固定于塑料托架內(nèi)，內(nèi)活塞內(nèi)設(shè)有與外活塞配合的螺絲孔，螺絲孔與注液孔相應(yīng)對(duì)齊，外活塞穿過(guò)注液孔與內(nèi)活塞螺絲孔內(nèi)的螺紋連接而封閉注液孔。所述活塞封裝裝置包括支撐架子，帶有螺紋的螺絲刀，彈簧，墊圈，螺母，螺絲刀穿過(guò)支撐架子，其把手在支撐架子上方，螺絲刀在支撐架子下方的外側(cè)套有彈簧，其下有墊圈以及與螺絲刀螺紋聯(lián)接的螺母。螺母與支撐架子夾住彈簧，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺母調(diào)節(jié)彈簧的長(zhǎng)度和彈力。所述內(nèi)活塞下部為有棱柱狀體，中部有環(huán)狀橡皮墊圈。所述內(nèi)活塞頂部與電池蓋板上的注液孔的底部之間留有空隙。所述內(nèi)活塞下部的形狀、大小能夠與注液孔底部孔相應(yīng)。在注液工序中，注液孔必須保證暢通，電解液可以順利地注入電池。而在封閉時(shí)， 注液孔保持良好的氣密性。注液孔的活塞分內(nèi)活塞和外活塞兩個(gè)部件，內(nèi)活塞預(yù)先安裝在電池內(nèi)的一個(gè)塑料托架上，保持內(nèi)活塞的螺絲孔與注液孔的位置對(duì)齊，而且距離電池蓋板上的注液孔的底部有空隙。注液時(shí)，全自動(dòng)注液裝置的注液管直接對(duì)準(zhǔn)注液孔，無(wú)論是抽真空操作和注液操作，內(nèi)活塞都不會(huì)堵塞注液孔，電解液可以順利注入電池內(nèi)。電池注液完成后，從電池注液孔外插入外活塞，通過(guò)外活塞的絲桿與內(nèi)活塞的螺絲孔內(nèi)螺紋相接，擰緊并把內(nèi)活塞拉升到電池殼蓋板底部?jī)?nèi)表面，內(nèi)活塞中部有環(huán)狀橡皮墊圈，可以保證內(nèi)活塞壓緊注液孔底部后的氣密性。內(nèi)活塞下部為正方形或六角形等有棱柱形結(jié)構(gòu)，其形狀、大小與注液孔底部的正方形或六角形的孔相應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)相互嵌合，防止內(nèi)活塞在擰緊過(guò)程中滑動(dòng)。如果需要閉口化成，可以在手套箱內(nèi)把外活塞徹底擰緊，然后從手套箱取出，通過(guò)點(diǎn)焊，把外活塞固定好。如果需要開(kāi)口化成，可以在手套箱內(nèi)把外活塞擰緊，然后從手套箱取出，將外活塞頂部壓在能夠控制氣體排放壓力的活塞封裝裝置的螺絲刀下，稍微擰松外活塞，然后進(jìn)行化成工序?；山Y(jié)束后，可以用螺絲刀擰緊活塞，封閉注液孔，電池內(nèi)的壓力壓緊內(nèi)活塞與電池殼蓋板的接觸，使內(nèi)活塞的氣密性得到保證?；钊庋b裝置能夠控制氣體排放壓力，其中的螺絲刀可以擰動(dòng)外活塞，控制外活塞的松緊。螺絲刀向下的壓力由彈簧提供，壓力的大小由外活塞的行程，和壓住彈簧的螺母的位置共同決定?；蛇^(guò)程中，如果電池內(nèi)部氣體的壓力高于彈簧提供的壓力，將會(huì)推起外活塞而將氣體排放出去，如果氣體的壓力低于彈簧提供的壓力，電池外部氣體不能進(jìn)入電池，形成排放壓力可控的單向氣閥。彈簧對(duì)外活塞的壓力可以通過(guò)壓力校驗(yàn)儀測(cè)定和校準(zhǔn)。本發(fā)明通過(guò)所述注液孔可以向電池內(nèi)注入電解液，外活塞與內(nèi)活塞通過(guò)螺紋連接而封閉注液孔。通過(guò)化成氣體排放壓力控制兼注液孔封裝裝置，既能夠控制電池化成時(shí)內(nèi)部氣體的排放壓力，又能夠擰緊活塞，封閉注液孔。電池內(nèi)的正向氣壓作用在內(nèi)活塞上，壓緊內(nèi)活塞的密封面，確保注液孔的氣密性。通過(guò)控制電池化成時(shí)的氣體排放壓力，可以減少電池內(nèi)的氣體壓力，減輕電池鼓脹，同時(shí)改變電池的活性物質(zhì)和電解液的電化學(xué)性能，提高電池的安全性和性能。本發(fā)明適用于所有要求比能量大，可靠性高的電池，包括但不限于電動(dòng)汽車(chē)用的動(dòng)力電池，電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能電池等，尤其如鋰離子二次電池。


圖1為本發(fā)明裝置正面示意圖；圖2為本發(fā)明裝置側(cè)面示意圖；圖3為本發(fā)明三維示意圖；圖4為注液工序時(shí)的示意圖；圖5為注液完成后，外活塞通過(guò)注液孔插入時(shí)的示意圖6為開(kāi)口化成時(shí)注液孔沒(méi)有被活塞密封的示意圖；圖7為注液孔被活塞密封后的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例一一種電池注液和化成控制裝置由一個(gè)內(nèi)活塞101，一個(gè)外活塞102，一個(gè)電池殼蓋板上的注液孔103，電池殼內(nèi)的塑料托架104，一個(gè)能夠控制氣體排放壓力的活塞封裝裝置 105組成。內(nèi)活塞101置于塑料托架104內(nèi)，內(nèi)活塞101內(nèi)設(shè)有與外活塞102配合的螺絲孔，螺絲孔與注液孔103相互對(duì)齊，外活塞102穿過(guò)注液孔103與內(nèi)活塞101中的螺紋連接而封閉注液孔。活塞封裝裝置105由支撐架子111，帶有螺紋的螺絲刀107，彈簧108，墊圈110，螺母109組成。螺絲刀107穿過(guò)支撐架子111，其把手112在支撐架子111上方，螺絲刀107 在支撐架子下方的外側(cè)套有彈簧108，其下有墊圈110以及與螺絲刀107螺紋聯(lián)接的螺母 109。螺母109與支撐架子111夾住彈簧108，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺母調(diào)節(jié)彈簧108的長(zhǎng)度和彈力。內(nèi)活塞101下部為六角形柱狀體，上部為錐形體，中部有環(huán)狀橡皮墊圈106，內(nèi)活塞101錐形體及環(huán)狀橡皮墊圈106突出于塑料托架104外，內(nèi)活塞101下部六角形柱狀體能夠與注液孔103底部六角形柱狀孔相扣。所述裝置正面示意圖如圖1所示，側(cè)面示意圖如圖2所示，三維示意3所示。注液工序如圖4所示，內(nèi)活塞101預(yù)先安裝在電池內(nèi)的一個(gè)塑料托架104上，保持內(nèi)活塞101的螺絲孔與注液孔103的位置對(duì)齊，而且距離電池殼蓋板上的注液孔103的底部有6mm。注液時(shí)，全自動(dòng)注液裝置的注液管直接對(duì)準(zhǔn)注液孔103，電解液順利注入電池內(nèi)。化成工序電池注液完成后，從電池注液孔103外插入外活塞102 (如圖5所示)， 通過(guò)外活塞102的絲桿與內(nèi)活塞101的螺絲孔內(nèi)螺紋相接，擰緊并把內(nèi)活塞101拉升到電池殼蓋板內(nèi)表面。閉口化成時(shí)可以在手套箱內(nèi)把外活塞102徹底擰緊，然后從手套箱取出，通過(guò)點(diǎn)焊，把外活塞固定好。開(kāi)口化成時(shí)可以在手套箱內(nèi)把外活塞102擰緊，然后從手套箱取出，將外活塞102 頂部壓在螺絲刀107下，稍微擰松外活塞(如圖6所示)，然后進(jìn)行化成工序?；山Y(jié)束后， 用螺絲刀107擰緊活塞，封閉注液孔(如圖7所示)。電池內(nèi)的壓力壓緊內(nèi)活塞與電池殼蓋板的接觸，使內(nèi)活塞的氣密性得到保證。如圖3所示，能夠控制氣體排放壓力的活塞封裝裝置105的螺絲刀107可以擰動(dòng)外活塞102，控制活塞的松緊。螺絲刀107向下的壓力由彈簧108提供，壓力的大小由外活塞102的行程，和壓住彈簧108的螺母109的位置共同決定。化成過(guò)程中，如果電池內(nèi)部氣體的壓力高于彈簧108提供的壓力，將會(huì)推起外活塞102而排放出去，如果氣體的壓力低于彈簧108提供的壓力，電池外部氣體不能進(jìn)入電池，形成排放壓力可控的單向氣閥。彈簧 108對(duì)外活塞102的壓力可以通過(guò)壓力校驗(yàn)儀測(cè)定和校準(zhǔn)。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池注液和化成控制裝置，其特征在于所述裝置包括一個(gè)內(nèi)活塞，一個(gè)外活塞，一個(gè)電池殼蓋板上的注液孔，電池殼內(nèi)的塑料托架，一個(gè)能夠控制氣體排放壓力的活塞封裝裝置，所述內(nèi)活塞為可拆裝式固定于塑料托架內(nèi)，內(nèi)活塞內(nèi)設(shè)有與外活塞配合的螺絲孔，螺絲孔與注液孔相應(yīng)對(duì)齊，外活塞穿過(guò)注液孔與內(nèi)活塞螺絲孔內(nèi)的螺紋連接而封閉注液孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電池注液和化成控制裝置，其特征在于所述活塞封裝裝置包括支撐架子，帶有螺紋的螺絲刀，彈簧，墊圈，螺母，螺絲刀穿過(guò)支撐架子，其把手在支撐架子上方，螺絲刀在支撐架子下方的外側(cè)套有彈簧，其下有墊圈以及與螺絲刀螺紋聯(lián)接的螺母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電池注液和化成控制裝置，其特征在于所述內(nèi)活塞下部為有棱柱狀體，中部有環(huán)狀橡皮墊圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電池注液和化成控制裝置，其特征在于所述內(nèi)活塞頂部與電池蓋板上的注液孔的底部之間留有空隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電池注液和化成控制裝置，其特征在于所述內(nèi)活塞下部形狀、大小與注液孔底部孔相應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電池注液和化成控制裝置，包括一個(gè)內(nèi)活塞，一個(gè)外活塞，一個(gè)電池殼蓋板上的注液孔，電池殼內(nèi)的塑料托架，一個(gè)能夠控制氣體排放壓力的活塞封裝裝置，所述內(nèi)活塞可拆裝固定于塑料托架內(nèi)，內(nèi)活塞內(nèi)設(shè)有與外活塞配合的螺絲孔，螺絲孔與注液孔相互對(duì)齊，外活塞穿過(guò)注液孔與內(nèi)活塞螺絲孔內(nèi)的螺紋連接而封閉注液孔。電池內(nèi)的正向氣壓作用在內(nèi)活塞上，壓緊內(nèi)活塞的密封面，確保注液孔的氣密性。通過(guò)控制電池化成時(shí)的氣體排放壓力，可以減少電池內(nèi)的氣體壓力，減輕電池鼓脹，同時(shí)改變電池的活性物質(zhì)和電解液的電化學(xué)性能，提高電池的安全性和性能，適用于所有要求比能量大，可靠性高的電池。
文檔編號(hào)H01M10/04GK102169975SQ20111007738
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者尹敏, 李健, 李昶怡, 梁偉雄, 鐘平財(cái) 申請(qǐng)人:廣州力柏能源科技有限公司